JP2015178882A - 油圧緩衝器とこれを備える車輪懸架装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量で安価に成形可能で、車種毎に異なる取付レイアウトに対して柔軟に対応可能なスプリングカラーによって車体側部品との干渉を避けることができる油圧緩衝器を提供する。
【解決手段】車体側のシリンダ２内に車軸側のピストンロッドの一部を下方から挿入し、該ピストンロッドのシリンダ２内に臨む上端部に結着されたピストンをシリンダ２の内周に摺動可能に摺接させるとともに、シリンダ２とピストンロッドとの間に上下のバネ受けを介して懸架スプリングを介装して構成され、シリンダ２の上端部に結着された車体側取付部材と上バネ受けとの間にスプリングカラー２２を介装して成る油圧ダンパ（油圧緩衝器）において、前記スプリングカラー２２を、シリンダ２の外周に接する複数の内接部２２ａと該内接部２２ａよりも径方向外方に膨出する複数の外接部２２ｂとを周方向に交互に配置して筒状に形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動二輪車等の車輪を車体に対して懸架する油圧緩衝器とこれを備える車輪懸架装置に関するものである。

例えば、自動二輪車の後輪は、左右一対のリアクッションによって構成される車輪懸架装置によって車体に対して懸架されるが、この車輪懸架装置を構成する一対のリアクッションの一例を図５に示す（特許文献１参照）。尚、図５は一方のリアクッションのみを示す。

即ち、図５は特許文献１において提案された油圧緩衝器（リアクッション）の半裁断面図であり、図示の油圧緩衝器１０１は、車体側のシリンダ１０２内に車軸側のピストンロッド１０３の一部を下端から挿入し、該ピストンロッド１０３の前記シリンダ１０２内に臨む上端部に結着されたピストン１０４を前記シリンダ１０２の内周に摺動可能に摺接させるとともに、前記シリンダ１０２と前記ピストンロッド１０３との間に上下のバネ受け１０５，１０６を介して懸架スプリング１０７を介装して構成されている。

ところで、斯かるリアクッション１０１を備える自動二輪車等においては、リアクッション１０１の懸架スプリング１０７が車体側部品Ｐと干渉する場合があり、両者の干渉を防ぐために、車体側取付部材１１５と上バネ受け１０５との間にテーパ管状のスプリングカラー（ばね受けカラー）１２２を介装し、懸架スプリング１０７をスプリングカラー１２２の高さ分だけ押し下げる構成が採用されている。ここで、スプリングカラー１２２の上半部は、上方に向かって縮径するテーパ管状に成形されており、これによって車体側部品Ｐとスプリングカラー１２２及び懸架スプリング１０７との干渉が防がれている。

特開２０１１−１１２１６２号公報

しかしながら、特許文献１において提案された図５に示すスプリングカラー１２２を用いる場合、テーパ管状のスプリングカラー１２２の成形は容易ではなく、加工コストが高くなるという問題がある。特に、スプリングカラー１２２をアルミ鋳造等によって成形する場合には、加工コストの高騰と重量増加を招く。

又、図５に示すようなスプリングカラー１２２は、車種毎に専用部品となる可能性が高く、汎用性に乏しいという問題もある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、軽量で安価に成形可能で、車種毎に異なる取付レイアウトに対して柔軟に対応可能なスプリングカラーによって車体側部品との干渉を避けることができる油圧緩衝器とこれを備える車輪懸架装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、車体側又は車軸側の一方にシリンダを取り付け、他方にピストンロッドを取り付け、前記ピストンロッドの一部を前記シリンダ内に挿入し、該ピストンロッドの前記シリンダ内に臨む端部に結着されたピストンを前記シリンダの内周に摺動可能に摺接させるとともに、前記シリンダと前記ピストンロッドとの間に上下のバネ受けを介して懸架スプリングを介装して構成され、
前記シリンダ又は前記ピストンロッドの上端部に結着された車体側取付部材と前記上バネ受けとの間にスプリングカラーを介装して成る油圧緩衝器において、
前記スプリングカラーを、前記シリンダ又は前記ピストンロッドの外周に接する複数の内接部と該内接部よりも径方向外方に膨出する複数の外接部とを周方向に交互に配置して筒状に形成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記スプリングカラーの外接円の直径を前記懸架スプリングの外径よりも小さく設定したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記スプリングカラーを、プレス加工によって成形したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明において、前記油圧緩衝器は、オイルの流動抵抗によって減衰力を発生する油圧減衰力発生手段を備える油圧ダンパであることを特徴とする。

請求項５記載の車輪懸架装置は、請求項４記載の油圧ダンパと、これと対を成すガスダンパとで車輪を懸架する装置であって、
前記ガスダンパを、請求項４記載の油圧ダンパの前記懸架スプリングと前記油圧減衰力発生手段を含まない構成としたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、スプリングカラーを、シリンダ又はピストンロッドの外周に接する複数の内接部と該内接部よりも径方向外方に膨出する複数の外接部とを周方向に交互に配置して筒状に形成したため、該スプリングカラーを例えばパイプ材のプレス加工によって成形することも可能となる。このため、スプリングカラーを軽量で安価に成形することができるとともに、スプリングカラーを車種毎に異なる取付レイアウトに対して柔軟に対応可能なサイズに容易に成形することができる。

請求項２記載の発明によれば、スプリングカラーの外接円の直径を懸架スプリングの外径よりも小さく設定したため、車体側部品とスプリングカラーとの干渉を確実に防ぐことができる。

請求項３記載の発明によれば、筒状のスプリングカラーをプレス加工によって簡単に成形することができ、その加工コストを低く抑えることができる。ここで、スプリングカラーは、パイプ材や板材のプレス加工によって成形することができる。

請求項４記載の発明によれば、懸架スプリングを備える油圧ダンパにおいて、車体側部品と懸架スプリングとの干渉をスプリングカラーによって確実に防ぐことができる。

請求項５記載の発明によれば、車輪懸架装置を構成する一対の油圧緩衝器の他方を構成が単純で安価なガスダンパで構成したため、車輪懸架装置の構造単純化とコストダウンを図ることができる。

本発明に係る油圧緩衝器（油圧ダンパ）の半裁断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 スプリングカラーの他の実施形態を示す図２と同様の図である。 本発明に係る車輪懸架装置を構成する一対の油圧緩衝器の他方（ガスダンパ）の半裁断面図である。 特許文献１において提案された油圧緩衝器の半裁断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
［油圧緩衝器］
図１は本発明に係る油圧緩衝器の一形態であるリアクッション（油圧ダンパ）の半裁断面図、図２は図１のＡ部拡大詳細図であり、図１に示すリアクッション１は、図４に示す後述のガスダンパ１’に後述の懸架スプリング７と油圧減衰力発生手段を設けて構成される倒立型の油圧ダンパである。

図１に示すリアクッション（以下、「油圧ダンパ」と称する）１は、車体側のシリンダ２の内部に車軸側のピストンロッド３の一部を下端から挿入し、該ピストンロッド３の前記シリンダ２の内部に臨む上端部に結着されたピストン４を前記シリンダ２の内周に上下摺動可能に摺接させるとともに、シリンダ２とピストンロッド３との間に上下のバネ受け５，６を介して懸架スプリング７を介装して構成されている。ここで、前記シリンダ２の周囲には、円筒状のスプリングガイド８がシリンダ２に対して同心状に配されており、このスプリングガイド８は、その上端が前記上バネ受け５と懸架スプリング７によって挟持されて固定されてシリンダ２側にいる。又、ピストンロッド３の周囲には、同じく円筒状のダストカバー９がピストンロッド３に対して同心状に配されており、このダストカバー９は、その下端部が前記下バネ受け６と懸架スプリング７によって挟持されてピストンロッド３側に固定され、ピストンロッド３を外側から覆って飛石等による該ピストンロッド３の損傷を防ぐ機能を果たしている。尚、スプリングガイド８の内径はダストカバー９の外径よりも若干大きく設定されており、後述のシリンダ２とピストンロッド３の伸縮動によってスプリングガイド８とダストカバー９とが互いに干渉することがないよう構成されている。

ところで、前記ピストンロッド３の下端部に形成されたネジ部３ａには車軸側取付部材１０とロックナット１１が螺着されており、車軸側取付部材１０には、円筒状のラバーブッシュ１２を介して同じく円筒状のカラー１３が横方向に挿通保持されている。そして、ピストンロッド３の下端部は、車軸側取付部材１０に挿通保持された前記カラー１３に挿通する不図示の車軸を介して不図示のスイングアーム(後輪を保持するアーム)への取付部に軸（ボルト）を介して不図示の後輪に取り付けられている。ここで、前記下バネ受け６は、ピストンドッド３の下端部の前記ロックナット１１の外周に嵌合保持されており、ピストンロッド３の下端部外周の下バネ受け６上には、円筒状のバンプラバー１４が挿通保持されている。

又、前記シリンダ２の上端部には車体側取付部材１５が結着されており、この車体側取付部材１５には円筒状のラバーブッシュ１６が横方向に挿通保持されている。そして、シリンダ２の上端部は、車体側取付部材１５に挿通保持された前記ラバーブッシュ１６に挿通する不図示の軸を介して不図示の車体に取り付けられている。

ところで、前記シリンダ２の下端開口部の前記ピストンロッド３が挿通する部位の内周には、上方からロッドガイド１７とオイルシール１８が嵌着されており、シリンダ２内に封入されたオイルのシリンダ２外への漏れは、前記オイルシール１８のシール作用によって防がれている。そして、ピストンロッド３のシリンダ２内に臨む部分の上端部に結着された前記ピストン４には、油圧減衰力発生手段を構成する複数の油路（図１には１つのみ図示）１９と、これらの油路１９を選択的に開閉するチェックバルブ２０が設けられている。尚、チェックバルブ２０は、後述のように圧縮行程時に油路１９を開き、伸長行程時に油路１９を閉じるものであって、これには小さな複数のオリフィス（不図示）が形成されている。

而して、シリンダ２の内部はピストン４によって上下の油室Ｓ１，Ｓ２に区画されている。そして、油室Ｓ１にはオイルとガス（本実施の形態では、エア）が封入され、油室Ｓ２にはオイルが充填されており、ガスは油室Ｓ１の上部を占めている。又、油室Ｓ２内にはリバウンドスプリング２１が収容されている。

而して、本実施の形態に係る油圧ダンパ１においては、懸架スプリング７と車体側部品Ｐとの干渉を防ぐために懸架スプリング７を下方へと押し下げるための筒状のスプリングカラー２２が前記車体側取付部材１５と前記上バネ受け５との間に介装されている。

上記スプリングカラー２２は、図２にその横断面を示すように、シリンダ２の外周に接する凹状の４つの内接部２２ａと該内接部２２ａよりも径方向外方に膨出する凸状の４つの外接部２２ｂとを周方向に交互に配置して横断面花弁状を成す筒体として構成されている。ここで、図２に示すように、スプリングカラー２２の内接円Ｃ１の直径Ｄ１はシリンダ２の外径ｄ１に略等しく設定されており（Ｄ１≒ｄ１）、スプリングカラー２２の外接円Ｃ２の直径Ｄ２は懸架スプリング７の外径ｄ２（図１参照）よりも小さく設定されている（ｄ１＜Ｄ２＜ｄ２）。

以上のように、本実施の形態では、スプリングカラー２２を、シリンダ２の外周に接する４つの内接部２２ａと該内接部２２ａよりも径方向外方に膨出する４つの外接部２２ｂとを周方向に交互に配置して筒状に形成したため、該スプリングカラー２２を例えばパイプ材のプレス加工によって成形することが可能となる。このため、スプリングカラー２２を軽量で安価に成形することができるとともに、スプリングカラー２２を車種毎に異なる取付レイアウトに対して柔軟に対応可能なサイズに容易に成形することができる。尚、スプリングカラー２２を、パイプ材ではなく、板材のプレス加工によって成形するようにしても良い。

又、本実施の形態では、スプリングカラー２２の外接円Ｃ２の直径Ｄ２を懸架スプリング７の外径ｄ２よりも小さく設定したため（Ｄ２＜ｄ２）、車体側部品Ｐとスプリングカラー２２との干渉を確実に防ぐことができる。

尚、本実施の形態では、図２に示すように、スプリングカラー２２を４つの内接部２２ａと４つの外接部２２ｂとを周方向に交互に配置して横断面花弁状を成す筒体として構成したが、内接部２２ａと外接部２ｂの数は任意であって、例えば、図３に示すように、スプリングカラー２２を３つの内接部２２ａと３つの外接部２２ｂとを周方向に交互に配置して三角筒状の筒体として構成しても良い。

次に、以上のように構成された油圧ダンパ１の作用を圧縮行程と伸長行程についてそれぞれ説明する。

１）圧縮行程：
自動二輪車の走行中に後輪が路面凹凸に追従して上下動すると、後輪を懸架する油圧ダンパ１のシリンダ２とピストンロッド３が伸縮動するが、ピストンロッド３がシリンダ２に対して相対的に上動する圧縮行程においては、油室Ｓ１内のオイルがピストン４によって圧縮されてその圧力が高くなり、この油室Ｓ１内のオイルの一部は、ピストン４の油路１９を通ってチェックバルブ２０を押し開いて油室Ｓ２内に流入する。そして、このときにオイルがチェックバルブ２０を通過する際の流動抵抗によって油圧ダンパ１には所要の減衰力が発生する。尚、この圧縮行程においては、油室Ｓ１内のガスは、ピストンロッド３のシリンダ２内への進入体積分だけ圧縮されてその容積が小さくなる。

そして、最圧縮状態においては、シリンダ２の下端が前記バンプラバー１４に当接してそれ以上の圧縮ストロークが規制されるため、当該油圧ダンパ１の底付きが防がれる。

２）伸長行程：
ピストンロッド３がシリンダ２に対して相対的に下動する伸長行程においては、油室Ｓ１の容積が増大するために該油室Ｓ１の油圧が低下する。そして、この伸長行程においては、ピストン４のチェックバルブ２０が閉じるため、油室Ｓ２内のオイルの一部は、閉じ状態にあるチェックバルブ２０に形成された複数のオリフィス（不図示）と複数の油路１９を通って油室Ｓ１内へと流入する。そして、このときにオイルがチェックバルブ２０のオリフィスを通過する際の流動抵抗によって当該油圧ダンパ１には所要の減衰力が発生する。尚、この伸長行程においては、油室Ｓ１内のガスは、ピストンロッド３のシリンダ２内からの退出体積分だけ膨張してその容積が増大する。

そして、伸長行程の終期（伸び切り時）においては、油室Ｓ２内に設けられた前記リバウンドスプリング２１によって伸長ストロークが規制されるため、ピストン４とロッドガイド１７との干渉が防がれ、これらの部品が損傷から保護される。
［車輪懸架装置］
次に、本発明に係る車輪懸架装置について説明する。

本実施の形態に係る車輪懸架装置は、図１に示す油圧ダンパ１とこれと対を成す図４に示すリアクッション（以下、「ガスダンパ」と称する）１’によって自動二輪車の後輪を車体に対して懸架するものである。ここで、ガスダンパ１’の構成を図４に基づいて以下に説明する。

図４はガスダンパの半裁断面図であり、図示のガスダンパ１’は、図１に示した前記油圧ダンパ１における懸架スプリング７と油圧減衰力発生手段及びスプリングカラー２２を備えていない。

即ち、ガスダンパ１’は、車体側のシリンダ２’の内部に車軸側のピストンロッド３’の一部を下端から挿入し、該ピストンロッド３’の前記シリンダ２’内に臨む上端部に結着されたピストン４’を前記シリンダ２’の内周に潤滑剤であるグリスを介して上下摺動可能に摺接させるとともに、前記シリンダ２’の周囲を覆う円筒状のシリンダガイド８’をシリンダ２’側に固定し、前記ピストンロッド３’の周囲を覆う円筒状のダストカバー９’をピストンロッド３’側に固定して構成されている。

ここで、前記ピストンロッド３’の下端部に形成されたネジ部３ａ’には車軸側取付部材１０’とロックナット１１’が螺着されており、車軸側取付部材１０’には、円筒状のラバーブッシュ１２’を介して同じく円筒状のカラー１３’が横方向に挿通保持されている。そして、ピストンロッド３’の下端部は、車軸側取付部材１０’に挿通保持された前記カラー１３’に挿通する不図示の車軸を介してスイングアーム(後輪を保持するアーム)への取付部に軸（ボルト）を介して不図示の後輪に取り付けられている。ここで、ピストンロッド３’の下端部外周の前記ロックナット１１’上には円筒状のバンプラバー１４’が挿通保持されている。

又、前記シリンダ２’の上端部には車体側取付部材１５’が結着されており、この車体側取付部材１５’には円筒状のラバーブッシュ１６’が横方向に挿通保持されている。そして、シリンダ２’の上端部は、車体側取付部材１５’に挿通保持された前記ラバーブッシュ１６’に挿通する不図示の軸を介して不図示の車体に取り付けられている。

ところで、前記シリンダ２’の下端開口部の前記ピストンロッド３’が挿通する部位の内周には、上方からスリーブ２３’、ガスシール１８’及びロッドガイド１７’が順次嵌着されており、シリンダ２’内にはガス（本実施の形態では、エア）が封入され、このガスのシリンダ２’からの漏れは、前記ガスシール１８’のシール作用によって防がれている。そして、ピストンロッド３’のシリンダ２’内に臨む部分の上端部に結着された前記ピストン４’には、複数（図４には１つのみ図示）の円孔状のガス通路１９’が上下方向に貫設されている。

而して、以上のように構成されたガスダンパ１’によれば、例えば自動二輪車の走行中に後輪が路面凹凸に追従して上下動すると、シリンダ２’とピストンロッド３’が伸縮動してピストン４’がシリンダ２’の内周に沿って上下に摺動するが、このとき、グリスを介して互いに摺接するピストン４’とシリンダ２’との摩擦抵抗によってガスダンパ１’には所要の減衰力が発生する。そして、この減衰力によって後輪が路面から受ける衝撃が吸収され、これによって自動二輪車の乗心地性が高められる。

以上のように、本実施の形態に係る車輪懸架装置を、図１に示す油圧ダンパ１と、構成が単純で安価な図４に示すガスダンパ１’とで構成したため、該車輪懸架装置の構造単純化とコストダウンが図られる。

尚、以上は車体側にシリンダを取り付け、車軸側にピストンロッドを取り付けて成る倒立型の油圧緩衝器（リアクッション）とこれを備える車輪懸架装置に対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、車体側にピストンロッドを取り付け、車軸側にシリンダを取り付けて成る正立型の油圧緩衝器（リアクッション）とこれを備える車輪懸架装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。ここで、正立型の油圧緩衝器（油圧ダンパ）に設けられるスプリングカラーの内接部は、ピストンロッドの外周に接することとなる。

又、以上は本発明を自動二輪車の後輪を懸架するリアクッションとこれを備える車輪懸架装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、自動二輪車以外の他の任意の車両の車輪を懸架する油圧緩衝器とこれを備える車輪懸架装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１ 油圧ダンパ（油圧緩衝器）
１’ ガスダンパ（緩衝器）
２，２’ シリンダ
３，３’ ピストンロッド
３ａ，３ａ’ ピストンロッドのネジ部
４，４’ ピストン
５ 上バネ受け
６ 下バネ受け
７ 懸架スプリング
８ スプリングガイド
８’ シリンダガイド
９，９’ ダストカバー
１０，１０’ 車軸側取付部材
１１，１１’ ロックナット
１２，１２’ ラバーブッシュ
１３，１３’ カラー
１４，１４’ バンプラバー
１５，１５’ 車体側取付部材
１６，１６’ ラバーブッシュ
１７，１７’ ロッドガイド
１８ オイルシール
１８’ ガスシール
１９ 油路
１９’ ガス通路
２０ チェックバルブ
２１ リバウンドスプリング
２２ スプリングカラー
２２ａ スプリングカラーの内接部
２２ｂ スプリングカラーの外接部
Ｃ１ スプリングカラーの内接円
Ｃ２ スプリングカラーの外接円
Ｄ１ スプリングカラーの内接部の直径
Ｄ２ スプリングカラーの外接部の直径
ｄ１ シリンダの外径
ｄ２ 懸架スプリングの外径
Ｐ 車体側部品
Ｓ１，Ｓ２ 油室

Claims (5)

1. 車体側又は車軸側の一方にシリンダを取り付け、他方にピストンロッドを取り付け、前記ピストンロッドの一部を前記シリンダ内に挿入し、該ピストンロッドの前記シリンダ内に臨む端部に結着されたピストンを前記シリンダの内周に摺動可能に摺接させるとともに、前記シリンダと前記ピストンロッドとの間に上下のバネ受けを介して懸架スプリングを介装して構成され、
   前記シリンダ又は前記ピストンロッドの上端部に結着された車体側取付部材と前記上バネ受けとの間にスプリングカラーを介装して成る油圧緩衝器において、
   前記スプリングカラーを、前記シリンダ又は前記ピストンロッドの外周に接する複数の内接部と該内接部よりも径方向外方に膨出する複数の外接部とを周方向に交互に配置して筒状に形成したことを特徴とする油圧緩衝器。
2. 前記スプリングカラーの外接円の直径を前記懸架スプリングの外径よりも小さく設定したことを特徴とする請求項１記載の油圧緩衝器。
3. 前記スプリングカラーを、プレス加工によって成形したことを特徴とする請求項１又は２記載の油圧緩衝器。
4. オイルの流動抵抗によって減衰力を発生する油圧減衰力発生手段を備える油圧ダンパであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の油圧緩衝器。
5. 請求項４記載の油圧ダンパと、これと対を成すガスダンパとで車輪を懸架する装置であって、
   前記ガスダンパを、請求項４記載の油圧ダンパの前記懸架スプリングと前記油圧減衰力発生手段を含まない構成としたことを特徴とする車輪懸架装置。
   

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